JP2002512658A - 基板電極を使用するスパッタコーティング装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 基板(24)上に薄膜を付着させるための装置は，スパッタリングチャンバ(12)を包含するハウジング(10)，基板(24)をスパッタリングチャンバ(12)内に配置するための基板ホルダ(30)及びスパッタリングターゲット(40,44)を含みターゲット(40,44)の原子の膜を基板(24)の表面上に付着させるためのスパッタリングガン(20,22)を含む。チヤンバ(12)はプラズマを形成するガスを含む。イオンをプラズマから基板(24)方向へ加速するために電気的ポテンシャルが基板(24)に印加される。装置は，プラズマから基板(24)方向へ加速されるイオンの軌道を制御するための基板電極(60,62)を含む。基板電極(60,62)は基板ホルダ(30)により基板(24)の移動を許し，プラズマから見るとして基板(24)の周縁の回りに実質的に均一な電気的ポテンシャルを確立する。イオンが実質的に均一に基板(24)の表面をたたくように，基板電極(60,62)はバイアスされる。

Description

【発明の詳細な説明】基板電極を使用するスパッタコーティング装置及び方法 発明の技術分野 本発明は，基板のプラズマ処理に関し，特に，イオンが実質的に均一に基板表 面を打つように，スパッタリングチャンバ内のプラズマから見るとして，基板の 周縁の回りの電気的ポテンシャルを実質的に均一に確立するために，基板電極を 使用するスパッタリング装置及び方法に関する。 発明の背景技術 スパッタリングコーティングとして周知のスパッタデポジションは，例えば， ハードディスクドライブ若しくは半導体ウエハ用の磁気ディスクのような基板上 に所望の材料の薄膜を付着させるための技術である。概して，プラズマからの不 活性ガスのイオンは付着されるべく材料のターゲット方向へ加速される。ターゲ ット材料の自由原子は，イオンがターゲットと衝突するとき排出される。自由電 子の部分は基板の表面に集められ，薄膜を形成する。 ひとつの周知のスパッタリング技術はマグネトロン・スパッタリングである。 マグネトロン・スパッタ リングは，スパッタリング放射量を強化するために磁場を使用する。磁石はター ゲットの背後に配置され，磁力線はターゲットを突き抜けその表面全体にアーク (arcs)を形成する。磁場はターゲットの表面付近の領域内に電子を閉じこめるの を助ける。結果生じた電子の増加した濃度は高密度イオンを生成し，スパッタリ ング処理の効率を強化する。 ディスクが２つのスパッタソースの間に配置される典型的なディスクスパッタ リング装置において，薄膜は同時のディスクの両面に付着される。このタイプの スパッタリング装置の例はIntevac,Inc.によって製造されかつ販売されているモ デルMDP-250Bである。両側スパッタリング装置の他のタイプは，Kennedyらによ る１９８０年１月１５日に発行された米国特許第4,183,797号に開示されている 。ハードディスクドライブ(HDD)媒体の製造における顕著な工程は，該媒体(disk )上に薄膜をスパッタリングすることである。高記録密度を達成するために，高 い最大保持率及び低ノイズ媒体が要求される。これらの性質がディスクの表面を 横切ってかつディスクからディスクへ均一なまま残ることはますます重要である 。磁気抵抗ヘッドのますますの使用に伴い，より厳しい均一性の要件が媒体に求 められて いる。 典型的にHDD媒体は下層，磁気記録層及び全体保護被覆層を含むいくつかの層 を有する。これらの薄膜は同じスパッタリング装置内ですべて付着されてもよい 。いずれの層も"バイアスされたスパッタリング(biased sputtering)"として通 常知られた技術を使ってバイアスポテンシャルで基板に付着される。この技術は 電圧がディスクに印加されるところの上記した基本的なバイアススパッタリング 処理と異なる。電圧は，付着されている薄膜を打つイオンをディスクに引き付け ，その性質を変更する。 しばしば，スパッタリング装置は，最適な薄膜均一性，ターゲット寿命及びス パッタされた材料の収集（清浄化を増進しかつ粒子生成を減少させるために）の ために設計されている。ディスク上のバイアスを使用して生成された薄膜の性質 は，ディスクを打つ活性イオンのエネルギー，角度及び数に依存するため，その ような設計上の特徴が，バイアスされたスパッタリング中に均一な薄膜を生成す ることと常に整合するわけではない。これらの変数は装置内の電極の配置及び形 状に敏感に依存している。この文脈において，電極は，ターゲット及びディスク のようなものに印加され る電圧若しくはチャンバ壁及びシールドのような接地された導体を有するスパッ タリング装置の器具である。 ２セットの電極はバイアスされたスパッタ薄膜の性質に根本的な影響を及ぼす 。第１に，ディスクは，その表面を横切って仮想的に一定のバイアス電圧を有す る電極である。この電圧はすぐにゼロに降下するか，若しくはディスクの縁の上 のチャンバ内のプラズマ電極の電圧まで降下する。バイアスされたスパッタリン グの最中にディスクはイオンを引き付けるため，ディスクの形状及び印加される 電圧はディスクを打つイオンの空間分布に強い影響を及ぼす。典型的に，電圧は 基板ホルダを通じて基板に印加される。基板ホルダはバイアスされたスパッタリ ング上へのそれの衝撃のためではなくディスクハンドリング用に最適化されてい るため，しばしば，それは均一形状ではない。非均一基板ホルダは，付着された 材料内にイメージ（例えば，電気的，光学的及び機械的イメージ）を生成する局 所化された電場変動を誘導する。これは非均一なバイアスされたスパッタリング を生じさせる。第２に，スパッタされた材料を集めるために使用されかつガス放 出のために表面が接地されるように機能するシール ドはディスクを打つイオンの軌道に影響を及ぼす。シールドの形状はディスク上 の異なる位置のイオン衝突の角度及び数を大きく変更することができる。したが って。該シールドはバイアスされたスパッタ薄膜の性質内に非均一性を生成する 。 したがって，上記非均一性が減少し若しくは除去されるところの改良されたス パッタリング方法及び装置が要求される。 発明の要旨 したがって，本発明の最初の態様に従い，基板上に薄膜を付着するための装置 が与えられる。装置は，プラズマを形成する作業ガスを含むスパッタリングチャ ンバを包含するハウジングと，スパッタリングチャンバ内に基板を配置するため の及びプラズマから基板方向へイオンを加速するために基板に電気的ポテンシャ ルを印加するための基板ホルダと，スパッタリングターゲットを含み基板の表面 上にターゲットの原子の薄膜を付着させるためのスパッタリングガンと，から成 る。さらに装置は，プラズマから基板方向へ加速されたイオンの軌道を制御する ための基板電極から成る。基板電極は基板ホルダによって基板の移動を許し，か つプラズマから見るとして基板の周縁の回りに 実質的に均一な電気ポテンシャルを確立する。基板電極は好適にはバイアスされ ，その結果イオンは実質的に均一に基板の表面を打つ。 好適に，基板電極は基板と同じか若しくは少し大きいアパーチャを有し，その 結果基板は該アパーチャを通じてターゲットに晒される。好適実施例において， 基板は実質的に円形のディスクから成り，基板電極内のアパーチャは円形である 。基板電極は基板ホルダによって基板の移動が許されるよう基板からターゲット 方向へ離隔されてもよい。好適には，基板電極内のアパーチャはターゲットと基 板との間の見通し線(line-of-sight)経路を与えるべく基板に向かって内側に先 細りした内側壁を有する。 好適には，基板電極は負の電源に結合されている。ひとつの実施例において， 基板電極及び基板は同じ電源に結合されている。他の実施例において，基板電極 及び基板は異なる電源に結合されている。 本発明の他の態様に従って，基板上に薄膜を付着するための装置が与えられる 。装置は，プラズマを形成するガスを含むスパッタリングチャンバと，スパッタ リングチャンバ内に基板を配置するための及びプラズマから基板方向へイオンを 加速するために電気的ポテ ンシャルを基板に印加するための基板ホルダと，チャンバ内に第１スパッタリン グターゲットを含み，基板の第１表面上に第１ターゲットの原子の薄膜を付着す るための第１スパッタリングガンと，チャンバ内に第２スパッタターゲットを含 み，基板の第２表面上に第２ターゲットの原子の薄膜を付着するための第２スパ ッタリングガンと，から成る。さらに，装置はプラズマから基板方向へ加速され るイオンの軌道を制御するための基板電極組立体から成る。基板電極組立体は基 板ホルダによる基板の移動を許し，及びプラズマから見るとして基板の周縁の回 りに実質的に均一なポテンシャルを確立する。基板電極組立体は，基板の第１の 表面に近接して配置された第１基板電極及び基板の第２表面に近接して配置され た第２基板電極から成る。好適には第１及び第２基板電極はバイアスされ，その 結果イオンは基板の第１及び第２面を実質的に均一に打つ。 本発明の第３の態様にしたがって，基板を処理するための装置が与えられる。 装置はプラズマを形成するガスを含むチャンバと，チャンバ内に基板を配置する ための及びプラズマから基板表面方向へイオンを加速するための電気的ポテンシ ャルを基板に印加するため の基板ホルダと，プラズマから基板方向へ加速されたイオンの軌道を制御するた めの基板電極と，から成る。基板電極は基板ホルダによる基板の移動を許し，か つ基板の周縁の回りに実質的に均一な電気的ポテンシャルを確立する。好適には ，基板電極はバイアスされその結果イオンは基板の表面を実質的に均一に打つ。 本発明の第４の態様にしたがって，基板上に薄膜を付着させる方法が与えられ る。方法はプラズマを形成するガスを含むスパッタリングチャンバ内に基板を配 置する工程と，スパッタリングチャンバ内に配置されたターゲットの原子の薄膜 を基板の表面に付着しながらプラズマから基板方向へイオンを加速するために電 気的ポテンシャルを基板に印加する工程と，プラズマから基板電極を有する基板 方向へ加速された電子の軌道を制御する工程と，から成る。基板電極は基板の移 動を許し，かつプラズマから見たとして基板の周縁の回りに均一な電気的ポテン シャルを確執する。基板電極は好適にはバイアスされ，その結果イオンは基板表 面を実質的に均一に打つ。 図面の簡単な説明 本発明のよりよい理解のために図面が添付され，そ れはここで参考文献として組み込まれている。 図１は，本発明に従うスパッタリング装置の例のブロック図である。 図２は，本発明に従ったスパッタリング装置の第１の実行の部分断面図である 。 図３は，図２の基板電極の正面立面図である。 図４は，本発明に従う，スパッタリング装置の第２の実行の部分略示図である 。 詳細な説明 本発明に従うスパッタリング装置の例の単純化された略示図である。ハウジン グ10は内包されたスパッタリングチャンバ12を画成する。スパッタリングチャン バ12は真空ポンプ14及びガス源16に結合され，それはチャンバ12内の処理環境を 制御する。典型的に，スパッタリングはアルゴンのような不活性ガスの中で，約 １ミリトルから１５ミリトルの範囲内の圧力で実行される。スパッタリングチャ ンバ12は処理中にプラズマを形成するひとつ若しくはそれ以上のガスを含む。 第１のスパッタリングガン20及び第２のスパッタリングガン22はハウジング10 の反対側に配設されている。ハードディスクドライブ用のディスクのような基板 24はスパッタリングガン20とスパッタリングガン22 との間のスパッタリングチャンバ12内に配置されている。基板24は基板ホルダ30 によってスパッタリングチャンバ12内の位置に保持されている。基板ホルダ30は 基板24をスパッタリングチャンバ内外へ移動させる。スパッタリングガン20はタ ーゲット40及び磁石組立体42を含む。スパッタリングガン22はターゲット11及び 磁石組立体46を含む。ターゲット40及び44は，基板24の反対表面に対し離隔して スパッタリングチャンバ12内に配置されている。磁石組立体42及び46はスパッタ リングチャンバ12の真空エンベロープの外へ配置されても良い。 各磁石組立体は，スパッタリングチャンバ12内のそれぞれのターゲットの上の 領域に磁場を生成する。スパッタリングターゲットはRF若しくは動作中300から6 00ボルトのオーダーでDC負ポテンシャルと結合する。電場，磁場及びスパッタリ ングターゲット上のガス密度の組み合わせは各スパッタリングターゲット上にプ ラズマ放電を誘導する。プラズマはターゲット原子のスパッタリングを生じさせ ，それは基板24の表面上に付着される。DC及びRFマグネトロン・スパッタリング 技術は当業者に周知であるため，詳細な説明は省略する。 バイアスされたスパッタリング中に，典型的に基板ホルダ30によって，負電圧 が基板24に印加される。図１に示されるように，基板24は基板ホルダ30を通じて 電源50に結合されている。典型的に約500ボルトまでの範囲内で負電圧は基板ホ ルダ30を通じて基板24へ印加される。負電圧はプラズマ内のイオンを引き付け， イオンが基板24の表面を打つようにさせる。そのような衝突は，基板24の表面上 に付着された薄膜の性質に所望の変更を生じさせる。 典型的に，基板ホルダ30は下から基板24を支持し，かつ基板を受容するための 溝を有するブレードの形状であってもよい。この構成は受動(passive)基板ホル ダとして周知である。付加的に，基板ホルダのいくつかの構成は基板24の側面を クリップ若しくはその他の機構で支持するが，それらは能動(active)基板ホルダ として周知である。さまざまな基板ホルダ構成が当業者に周知である。基板ホル ダ30に付随する電場は基板24の周縁の回りで非均一である。 本発明にしたがって，スパッタリング装置は基板24の周縁の回りに配置された 基板電極を含む。図１の例において，基板電極60は基板24のひとつの表面に近接 して配置され，基板電極62は基板24の反対面に近接し て配置されている。基板電極60及び62はそれぞれアパーチャ64及び66を有し，そ れは各ターゲットと基板24のそれぞれの表面の間に見通し線経路を与える。上記 された例において，基板24は円形ディスクである。この場合，アパーチャ64及び 66は円形であり基板24の直径と等しいか若しくは少し大きい直径を有する。アパ ーチャ64及び66は，各ターゲットと基板24のそれぞれの面との間に見通し線経路 を保証するために，基板24の方向へ内側に先細りした壁70を有する。基板電極60 及び62は基板24及び処理の前後で基板の移動を許す基板ホルダ30から離隔されて いる。 基板電極60及び62は負電圧に結合されている。図１の例において，基板電極60 及び62は電極60及び62へ典型的に約500ボルトまでの負電圧を印加する電圧源74 に結合されている。択一的な構成において，基板電極60及び62は電圧源50に結合 され，電圧源74は省略されてもよい。この場合，基板電極60及び62並びに基板24 は同じ電気的ポテンシャルで作用する。 基板電極60及び62は，各ターゲット40，44及び基板24のそれぞれの表面の間の 領域内でプラズマから見るとして，基板24の周縁の回りに実質的に均一な電気的 ポテンシャルを与える。好適に均一な電気的ポテン シャルは，プラズマ内のイオンが基板24の表面方向へ実質的に均一に加速されか つ基板24のそれぞれの面を実質的に均一に打つことを保証する。結果として，付 着した薄膜は基板24表面全体にわたって均一な性質をを有する。対照的に，基板 電極60及び62が不在の場合，基板ホルダ30によって縮められた基板部分を除いて ，基板24の周縁の回りの電気的ポテンシャルはゼロに降下する。この場合，ガス イオンによる基板24への衝突は非均一であり，付着された薄膜も非均一である。 基板電極60及び62の付加的な利点は，基板ホルダ30のスパッタリングが抑制され ，基板ホルダ30上に付着された材料の堆積が減少する。 上記したように，好適には，基板電極60及び62は，基板の実質的に均一なイオ ン衝突を保証する電気的ポテンシャルを与え，その結果付着された薄膜は均一の 性質を有する。より一般的には，基板電極は基板のイオン衝突を正確に制御する 電気的ポテンシャルを与え，その結果付着された薄膜は制御された角度分布の性 質を有する。実際上，基板電極は基板をたたくイオンを集束する。基板上のイオ ンの角度分布は基板電極に印加される電圧によって影響される。基板電極電圧は 基板電圧より大きいか，等しいかまたはそれより低 くてもよい。図１のスパッタリング装置の実行の第１例は図２及び３に記載され ている。ハウジング110はスパッタリングチャンバ112を画成する。基板ホルダ13 0はスパッタリングチャンバ112内に基板124を配置する。スパッタリングガンは 図の簡略化のため図２及び３から消去されている。基板ホルダ130は囲い板120内 を移動する。第１基板電極160及び第２基板電極162は基板基板124に反対側の囲 い板120へ載置される。各基板電極160，162はアルミニウムのような電気的導体 材料で作られている。基板電極160及び162は，基板124の外側直径と等しいか若 しくはやや大きい内径をそれぞれ有するアパーチャ164及び166を有する。アパー チャ164及び166の壁170は，各スパッタリングターゲット及び基板124のそれぞれ の面との間に見通し線経路を確保するために，基板124方向へ内側へ先細りして いる。典型的に，各基板電極は，約0.25インチ若しくはそれ以下だけ基板表面に 対して垂直方向に基板124から離隔されている。基板電極160及び162は，図１に 示されるように，導体の板バネ180によって電圧源へ電気的に結合されている。 該板バネ180は絶縁ファスナ182によって囲い板12から離隔されている。基板電極 160及び162は絶縁スリーブ192内で導体エレメント190によって互い に電気的に結合されている。この構成は，基板電極160及び162が典型的に接地さ れた囲い板120から電気的に隔離されていることを保証する。さまざまな異なる 電気的結合構成が本発明の態様内で利用されることがわかるであろう。 図３において，アパーチャ164の内径は基板124の外径よりやや大きいため，そ の結果基板ホルダ130は基板電極160によってマスクされる。こうして，基板電極 160は，スパッタリングチャンバ112内のプラズマから見るとして，基板124の周 縁の回りに実質的に均一な電気的ポテンシャルを確立する。この構成は，プラズ マからのイオンによる基板124の表面の実質的に均一は衝突を保証する。 本発明にしたがうスパッタリング装置の第２の実行例が図４に示されてる。ス パッタリング装置の部分的断面図が描かれている。基板224は基板ホルダ230によ ってスパッタリングチャンバ212内に配置される。基板電極260は，基板224に近 接して基板電極260を配置するためにスパッタリングガン220へ載置されている。 基板電極260は基板224の外径と等しいか若しくはやや大きい内径を有するアパー チャ264を含む。アパーチャ264の内壁270は，基板224とターゲット240との間に 見 通し線経路を与えるために基板224の方向へ内側に先細りしている。 スパッタリングガン220は基板224方向へスパッタリングチャンバ212内に伸長 するシールド280を含む。典型的にシールド280は接地されている。基板電極260 は，基板電極260がシールド280から電気的に隔離されるようにスタンドオフ282 を離隔することによってシールド280へ載置される。基板電極260は導体290によ って負電圧に電気的に結合されている。上述したように，基板電極に印加された 負電圧は，基板224に印加された負電圧と同じか若しくは異なってもよい。基板 電極260はバネ型導体294によって基板224の反対側に配置された基板電極262に電 気的に結合されている。基板電極262は基板電極260と同じ構造及び設置構成を有 する。 発明はバイアスされたスパッタリングとの関連で上記された。しかし，基板電 極は，基板が荷電粒子を引き付けるようバイアスされるところのあらゆる基板処 理装置において利用することができる。例えば，DC及びRFスパッタエッチング， スパッタクリーニング，反応スパッタリング，化学気相蒸着及びその他が含まれ る。さらに，発明はハードディスクドライブ用のディスク上への薄膜の付着と関 連して説明されてきた。し かし，発明は異なるタイプの基板に応用されてもよく，及び異なる形状及び異な るサイズを有する基板に応用されてもよい。加えて，本発明は図１で示され上述 されたように両側スパッタリングと同様に片側スパッタリングに応用される。片 側スパッタリング装置において，片側スパッタリングガンは基板の片方の面上に 薄膜を付着させる。各場合において，基板電極は基板に近接して配置され，チャ ンバ内のプラズマから見るとして基板の周縁の回りに実質的に均一なポテンシャ ルを確立するよう構成されている。 本発明は基板を処理する際の多くの利点を与える。基板ホルダイメージ（光学 的，電気的及び機械的材料の性質）は付着された薄膜内で推定される。イオン空 間分布は均一に作られるか若しくは付着薄膜の特性にしたがって正確に制御され る。基板電極は多くの方法で設置される。例えば，基板電極は真空チャンバの固 定した部分として載置されるか，基板ホルダへ取り付けられるかまたはスパッタ ガンに取り付けられる。 本発明の現在考えられる好適実施例は何かについて示されかつ説明されてきた が，請求の範囲に記載された発明の態様から離れること無くさまざま変更及び修 正が可能であることは当業者の知るところである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年１月１９日（１９９９．１．１９） 【補正内容】 請求の範囲 １．基板上に薄膜を付着させるための装置であって， プラズマを形成するガスを含むスパッタリングチャンバを包含するハウジング と， 基板をスパッタリングチャンバ内に配置するための及び前記プラズマから基板 方向へイオンを加速するために基板に電気的ポテンシャルを印加するための基板 ホルダと， 前記チャンバ内に第１スパッタリングターゲットを含み，基板の第１表面上に 前記第１ターゲットの原子の薄膜を付着させるための第１スパッタリングガンと ， 前記チャンバ内に第２スパッタリングターゲットを含み，基板の第２表面上に 前記第２ターゲットの原子の薄膜を付着させるための第２スパッタリングガンと ， 基板の第１表面に近接配置された第１電極と電極の第２表面に近接配置された 第２基板電極とから成り，前記プラズマから基板の２つの表面方向へ加速された イオンの軌道を制御するための基板電極組立体であって，前記基板電極組立体は 基板ホルダによる基板の移動を許し，及び前記プラズマから見るとして基板の周 縁の回りに実質的に均一な電気的ポテンシャルを確立する，ところの基板電極と ， から成る装置。 ２．請求項１に記載の装置であって，前記基板電極組立体は基板の第１面に近接 して配置された第１基板電極及び基板の第２面に近接して配置された第２基板電 極とから成 る，ところの装置。 ３．請求項２に記載の装置であって，前記第１及び第２基板電極はイオンが実質 的に均一に基板の第１及び第２面をたたくようにバイアスされる，ところの装置 。 ４．請求項２に記載の装置であって，前記第１及び第２基板電極はそれぞれ基板 と等しいか若しくは大きいアパーチャを含み，基板はそれぞれのアパーチャを通 じて第１及び第２ターゲットへ晒される，ところの装置。 ５．請求項４に記載の装置であって，前記アパーチャは円形でありかつ基板より 大きい直径を有する，ところの装置。 ６．請求項５に記載の装置であって，前記アパーチャは，前記ターゲットと基板 との間に見通し線経路をあたえるよう，基板方向へ内側に先細りしている内側面 を有する，ところの装置。 ７．請求項１に記載の装置であって，前記基板ホルダ及び前記基板電極組立体は 電圧源に結合されている，ところの装置。 ８．請求項１に記載の装置であって，前記基板ホルダ及び前記基板電極組立体は 第１及び第２電圧源にそれぞれ結合している，ところの装置。 ９．請求項２に記載の装置であって，前記基板電極はスパッタリング中に前記基 板ホルダをマスクするべく構成されている，ところの装置。 １０．請求項２に記載の装置であって，前記基板電極は前記ターゲットと基板と の間に見通し線経路を与えるために 前記スパッタリングチャンバ内に配置され，一方で基板の周縁の回りに均一な電 気的ポテンシャルを確立する，ところの装置。 【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年４月５日（１９９９．４．５） 【補正内容】 請求の範囲 １．基板上に薄膜を付着させるための装置であって， プラズマを形成するガスを含むスパッタリングチャンバを包含するハウジング と， 基板をスパッタリングチャンバ内に配置するための及び前記プラズマから基板 方向へイオンを加速するために基板に電気的ポテンシャルを印加するための基板 ホルダと， 前記チャンバ内に第１スパッタリングターゲットを含み，基板の第１表面上に 前記第１ターゲットの原子の薄膜を付着させるための第１スパッタリングガンと ， 前記チャンバ内に第２スパッタリングターゲットを含み，基板の第２表面上に 前記第２ターゲットの原子の薄膜を付着させるための第２スパッタリングガンと ， 基板の第１表面に近接配置された第１電極と電極の第２表面に近接配置された 第２基板電極とから成り，前記プラズマから基板の２つの表面方向へ加速された イオンの軌道を制御するための基板電極組立体であって，前記基板電極組立体は 基板ホルダによる基板の移動を許し，及び前記プラズマから見るとして基板の周 縁の回りに実質的に均一な電気的ポテンシャルを確立する，ところの基板電極と ， から成る装置。 ２．請求項１に記載の装置であって，前記基板電極組立体は基板の第１面に近接 して配置された第１基板電極及び基板の第２面に近接して配置された第２基板電 極とから成 る，ところの装置。 ３．請求項２に記載の装置であって，前記第１及び第２基板電極はイオンが実質 的に均一に基板の第１及び第２面をたたくようにバイアスされる，ところの装置 。 ４．請求項２に記載の装置であって，前記第１及び第２基板電極はそれぞれ基板 と等しいか若しくは大きいアパーチャを含み，基板はそれぞれのアパーチャを通 じて第１及び第２ターゲットへ晒される，ところの装置。 ５．請求項４に記載の装置であって，前記アパーチャは円形でありかつ基板より 大きい直径を有する，ところの装置。 ６．請求項５に記載の装置であって，前記アパーチャは，前記ターゲットと基板 との間に見通し線経路をあたえるよう，基板方向へ内側に先細りしている内側面 を有する，ところの装置。 ７．請求項１に記載の装置であって，前記基板ホルダ及び前記基板電極組立体は 電圧源に結合されている，ところの装置。 ８．請求項１に記載の装置であって，前記基板ホルダ及び前記基板電極組立体は 第１及び第２電圧源にそれぞれ結合している，ところの装置。 ９．請求項２に記載の装置であって，前記基板電極はスパッタリング中に前記基 板ホルダをマスクするべく構成されている，ところの装置。 １０．請求項２に記載の装置であって，前記基板電極は前記ターゲットと基板と の間に見通し線経路を与えるために 前記スパッタリングチャンバ内に配置され，一方で基板の周縁の回りに均一な電 気的ポテンシャルを確立する，ところの装置。 １１．請求項４に記載の装置であって，基板は円形ディスクから成り，前記第１ 及び第２基板電極内のアパーチャは円形である，ところの装置。 １２．請求項１に記載の装置であって，基板ホルダ並びに前記第１及び第２基板 電極は負電圧源に結合されている，ところの装置。 １３．請求項１に記載の装置であって，前記基板ホルダは第１負電圧源に結合さ れ，かつ前記第１及び第２基板電極は第２負電極源に結合される，ところの装置 。 １４．基板上に薄膜を付着させるための方法であって， プラズマを形成するガスを含むスパッタリングチャンバ内に基板を配置する工 程と， 前記プラズマから基板方向へイオンを加速するために基板に電気的ポテンシャ ルを印加する工程と， スパッタリングチャンバ内に表面に関して配置されたターゲットからの原子の 均一な薄膜を基板の反対側の表面に付着させる工程と， 前記プラズマから基板方向へ加速されたイオンの軌道を基板電極組立体によっ て制御する工程であって，前記基板電極組立体は基板の各表面に近接して離隔さ れて配置された電極から成り，一方で基板の移動を許しかつ基板から見るとして バイアスポテンシャルを前記電極組立体に印加することによって基板の周縁の回 りに実質的に均一の電気的 ポテンシャルを確立するところの工程と， から成る方法。 １５．請求項２１に記載の方法であって，前記基板電極は，イオンが実質的に均 一に基板の表面をたたくようにバイアスされる，ところの方法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．基板上に薄膜を付着させるための装置であって， プラズマを形成するガスを含むスパッタチャンバを包含するハウジングと， スパッタリングチャンバ内に基板を配置するための，及び前記プラズマから基 板方向へイオンを加速するために電気的ポテンシャルを基板に印加するための基 板ホルダと， 前記チャンバ内にスパッタリングターゲットを含む，基板表面上に前記ターゲ ットの原子の薄膜を付着させるためのスパッタリングガンと， 前記プラズマから基板方向へ加速されたイオンの軌道を制御するための基板電 極であって，前記基板電極は基板ホルダによる基板の移動を許し，及び前記プラ ズマから見るとして基板の周縁の回りに実質的に均一な電気的ポテンシャルを確 立する，ところの基板電極と， から成る装置。 ２．請求項１に記載の装置であって，前記基板電極はイオンが実質的に均一に基 板表面をたたくようバイアスされる，ところの装置。 ３．請求項１に記載の装置であって，前記基板電極は基板と等しいか若しくはや や大きいアパーチャを含み，基板は前記アパーチャを通じてターゲットに晒され る，ところの装置。 ４．請求項３に記載の装置であって，基板は実質的に円形のディスクから成り， 前記基板電極内の前記アパーチャは円形である，ところの装置。 ５．請求項１に記載の装置であって，前記基板電極は基板から前記ターゲット方 向へ離隔され前記基板ホルダによる基板の移動を許すところの装置。 ６．請求項４に記載の装置であって，前記円形アパーチャは基板よりやや大きい 直径を有する，ところの装置。 ７．請求項４に記載の装置であって，前記アパーチャは，前記ターゲットと基板 との間に見通し線経路をあたえるよう，基板方向へ内側に先細りしている内側面 を有する，ところの装置。 ８．請求項１に記載の装置であって，前記基板ホルダ及び前記基板電極は電圧源 に結合されている，ところの装置。 ９．請求項１に記載の装置であって，前記基板ホルダ及び前記基板電極は第１及 び第２電圧源にそれぞれ結 合している，ところの装置。 １０．請求項１に記載の装置であって，前記基板電極はスパッタリング中に前記 基板ホルダをマスクするべく構成されている，ところの装置。 １１．請求項１に記載の装置であって，前記基板電極は前記ターゲットと基板と の間に見通し線経路を与えるために前記スパッタリングチャンバ内に配置され， 一方で基板の周縁の回りに均一な電気的ポテンシャルを確立する，ところの装置 。 １２．基板上に薄膜を付着させるための装置であって， プラズマを形成するガスを含むスパッタリングチャンバを包含するハウジング と， 基板をスパッタリングチャンバ内に配置するための及び前記プラズマから基板 方向へイオンを加速するために基板に電気的ポテンシャルを印加するための基板 ホルダと， 前記チャンバ内に第１スパッタリングターゲットを含み，基板の第１表面上に 前記第１ターゲットの原子の薄膜を付着させるための第１スパッタリングガンと ， 前記チャンバ内に第２スパッタリングターゲットを 含み，基板の第２表面上に前記第２ターゲットの原子の薄膜を付着させるための 第２スパッタリングガンと， 前記プラズマから基板方向へ加速されたイオンの軌道を制御するための基板電 極組立体であって，前記基板電極組立体は基板ホルダによる基板の移動を許し， 及び前記プラズマから見るとして基板の周縁の回りに実質的に均一な電気的ポテ ンシャルを確立する，ところの基板電極と， から成る装置。 １３．請求項１２に記載の装置であって，前記基板電極組立体は基板の第１面に 近接して配置された第１基板電極及び基板の第２面に近接して配置された第２基 板電極とから成る，ところの装置。 １４．請求項１３に記載の装置であって，前記第１及び第２基板電極はイオンが 実質的に均一に基板の第１及び第２面をたたくようにバイアスされる，ところの 装置。 １５．請求項１３に記載の装置であって，前記第１及び第２基板電極はそれぞれ 基板と等しいかやや大きいアパーチャを含み，基板はそれぞれのアパーチャを通 じて第１及び第２ターゲットへ晒される，ところの装 置。 １６．請求項１５に記載の装置であって，基板は円形ディスクから成り，前記第 １及び第２基板電極内のアパーチャは円形である，ところの装置。 １７．請求項１２に記載の装置であって，前記基板ホルダ並びに前記第１及び第 ２基板電極は負電圧源に結合されている，ところの装置。 １８．請求項１２に記載の装置であって，前記基板ホルダは第１負電圧源に結合 され，かつ前記第１及び第２基板電極は第２負電圧源に結合される，ところの装 置。 １９．基板を処理するための装置であって， プラズマを形成するガスを含むチャンバを包含するハウジングと， 基板をチャンバ内に配置するための，及び前記プラズマから基板の表面方向へ イオンを加速するための電気的ポテンシャルを基板に印加するための基板ホルダ と， 前記プラズマから基板方向へ加速されたイオンの軌道を制御するための基板電 極であって，前記基板電極は基板ホルダによる基板の移動を許し，及び前記プラ ズマから見るとして基板の周縁の回りに実質的に均一 な電気的ポテンシャルを確立する，ところの基板電極と， ２０．請求項１９に記載の装置であって前記基板電極は，イオンが実質的に均一 に基板表面をたたくようにバイアスされる，ところの装置。 ２１．基板上に薄膜を付着させるための方法であって， プラズマを形成するガスを含むスパッタリングチャンバ内に基板を配置する工 程と， 前記プラズマから基板方向へイオンを加速するために基板に電気的ポテンシャ ルを印加する工程と， スパッタリングチャンバ内に配置されたターゲットの原子の薄膜を基板の表面 に付着させる工程と， 前記プラズマから基板方向へ加速されたイオンの軌道を基板電極によって制御 する工程であって，前記基板電極は基板の移動を許しかつ基板から見るとして基 板の周縁の回りに実質的に均一の電気的ポテンシャルを確立するところの工程と ， から成る方法。 ２２．請求項２１に記載の方法であって，前記基板電極は，イオンが実質的に均 一に基板の表面をたたくようにバイアスされる，ところの方法。